DE4212359C2 - Thermal insulation for heating devices - Google Patents

Thermal insulation for heating devices

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine faserhaltige Wärmedäm­ mung für Heizgeräte, insbesondere elektrische Speicherheizge­ räte.The invention relates to a fiber-containing thermal insulation tion for heating devices, in particular electric storage heaters councils.

Die neuartige Wärmedämmung ist in bevorzugter Anwendung zwischen einem Wärmespeicherkern und einem Gehäuse eines elek­ trischen Speicherheizgerätes angeordnet. Bei prinzipiell glei­ chen Vorteilen ist die Wärmedämmung aber auch an anderen Heiz­ geräten, z. B. an Öl- oder Gasheizkesseln verwendbar, wobei sie in der Regel zwischen dem die Brennkammer umgebenden Heizmedi­ ummantel und einem Außenmantel angeordnet ist.The new type of thermal insulation is preferred between a heat storage core and a housing of an elec trical storage heater arranged. In principle the same The advantages of thermal insulation are also on other heating systems devices, e.g. B. usable on oil or gas boilers, where usually between the heating medium surrounding the combustion chamber jacket and an outer jacket is arranged.

Bekannte Wärmedämmungen bestanden und bestehen überwiegend aus dünnfaserigem Material, insbesondere Aluminiumoxid als Ge­ rüstbildner, das mit einem geeigneten Füllstoff, beispielsweise aus hochdisperser Kieselsäure und einem Trübungsmittel gemischt wird. Das Materialgemisch wird in eine vorgegebene Form ge­ bracht und gesintert oder in einer Hülle aus einem seidenarti­ gen Material eingeschlossen.Known thermal insulation existed and still exists predominantly made of thin fiber material, especially aluminum oxide as Ge scaffolders with a suitable filler, for example mixed from highly disperse silica and an opacifier becomes. The material mixture is ge in a predetermined shape brings and sintered or wrapped in a silk arti included material.

Dieses bekannte faserhaltige Wärmedämmungsmaterial hat zwar ausgezeichnete thermische Dämmeigenschaften, ist aber wegen vermuteter Gesundheitsschädlichkeit umstritten. Die eingesetz­ ten Aluminiumoxidfasern sind lungengängig, d. h. sie haben einen Durchmesser < 3 µm und haben darüberhinaus eine hohe Biobestän­ digkeit. Als Biobeständigkeit bezeichnet man die zur Auflösung der Fasern durch Körpersäfte im menschlichen Körper benötigte Zeitdauer.This known fiber-containing thermal insulation material has excellent thermal insulation properties, but is because suspected health damage controversial. The used alumina fibers are respirable; H. they have one Diameters <3 µm and also have a high bio inventory efficiency. Bio-resistance is the term used for dissolution who needed fibers through body juices in the human body Duration.

Zur Vermeidung eines Austritts von gesundheitsschädlichen Fasern aus einem Heizgerät hat man die Dämmschichten geeignet gekapselt. Bei Beschädigungen der Kapselung der Wärmedämmung vor allem aufgrund rauhen betrieblichen Einsatzes können aber faserhaltige schädliche Dämmstoffe in die Umgebungsatmosphäre austreten.To avoid leakage of harmful Fibers from a heater have the insulation layers suitable capsuled. If the encapsulation of the thermal insulation is damaged but mainly due to rough operational use harmful insulation materials containing fibers into the surrounding atmosphere emerge.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Heizgerät der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine Gesundheits­ schädigung durch austretende Fasern zuverlässig vermieden wird. The invention has for its object the heater trained in such a way that a health damage caused by emerging fibers is reliably avoided.  

Dies gelingt erfindungsgemäß dadurch, daß die Fasern des faserigen Materials geometrische Dimensionen größer als dieje­ nigen lungengängiger Fasern, d. h. einen Durchmesser < 3 µm und vorzugsweise < 5 µm haben und/oder aus einem Material geringer Biobeständigkeit von < 5 Jahren, vorzugsweise < 1 Jahr beste­ hen.This is achieved according to the invention in that the fibers of the fibrous material geometrical dimensions larger than that few respirable fibers, d. H. a diameter <3 µm and preferably have <5 microns and / or less of a material Bio-resistance of <5 years, preferably <1 year best hen.

Bei der erfindungsgemäßen Wärmedämmung wird also auf Fasern als Gerüstbildner zur Erhöhung der Stabilität der Wärmedämmung nicht verzichtet; es werden aber nur solche Fasern verwendet, die entweder aufgrund ihrer Geometrie oder ihrer Zusammenset­ zung im wesentlichen unschädlich sind, insbesondere keine kanzerogenen Gefahrenquellen sind. Dickere Fasern, die nicht lungengängig sind, dringen gar nicht erst ein in die besonders gefährdeten Atmungsorgane; Fasern aus einem Material geringer Biobeständigkeit, d. h. insbesondere < 1 Jahr, sind gesundheit­ lich im wesentlichen unbedenklich. Zu diesen erfindungsgemäß als Wärmedämmfasern geeigneten Materialien gehören neben Glas auch bestimmte andere mineralische und keramische Stoffe. Neben den anorganischen Fasern können auch Fasern aus hochtemperatur­ beständigem organischem Material, z. B. hochtemperaturbeständi­ gen Kunststoffen vorgesehen sein. Die Fasern und deren Tempera­ turbeständigkeit werden vorzugsweise nach dem jeweiligen Ein­ satzfall gewählt; in der Regel müssen die Fasern über eine Dau­ ertemperaturbeständigkeit von mindestens 250°C verfügen, oder sie werden durch besondere Anordnung relativ zu einer Wärme­ quelle thermisch weniger belastet bzw. geschützt.In the thermal insulation according to the invention is therefore on fibers as a scaffolding agent to increase the stability of the thermal insulation not waived; but only such fibers are used either because of their geometry or their composition tion are essentially harmless, especially none are carcinogenic sources of danger. Thicker fibers that are not are respirable, do not penetrate into the particular one vulnerable respiratory system; Fibers from one material less Bio-resistance, d. H. especially <1 year are health essentially harmless. To these according to the invention Materials suitable as thermal insulation fibers include glass also certain other mineral and ceramic substances. Next The inorganic fibers can also be fibers from high temperature resistant organic material, e.g. B. high temperature resistant be provided for plastics. The fibers and their tempera Resistance to turbidity is preferred after the respective one sentence case chosen; usually the fibers have a duration temperature resistance of at least 250 ° C, or by special arrangement they become relative to a heat source is less thermally stressed or protected.

Die Fasern des fasrigen Materials haben vorzugweise einen über die gesamte Faserlänge im wesentlichen konstanten vorgege­ benen Durchmesser. Dies begünstigt die Einhaltung eines relativ großen Faserdurchmessers von < 5 µm. Glas- oder Glasquarzfasern lassen sich bei gleichmäßiger Stärke von 5 . . . 10 µm sicher aus­ ziehen, und zwar im Stabzieh-, Düsenzieh- Düsenblas- oder in anderen Verfahren. The fibers of the fibrous material preferably have one Mainly constant over the entire fiber length ben diameter. This favors compliance with a relative large fiber diameter of <5 µm. Glass or glass quartz fibers can be used with a uniform thickness of 5. . . 10 µm safely pull, namely in the rod drawing, nozzle drawing, nozzle blowing or in other procedures.  

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Fasern als Gerüstbildner zur Erhöhung der Stabilität in einem aus einem Pulvergemenge bestehenden Wärme­ dämmstoff aus reflektierender, hochdisperser Kieselsäure und einem Trübungsmittel, beispielsweise Titandioxid, vorgesehen sind. Die Wärmedämmung kann aus einem gesinterten Pulver- und Fasergemenge bestehen oder von einem Glasseidensack umhüllt sein. Das Fasergemenge erhält eine plattenartige Form. Die Wär­ medämmung des Heizgerätes wird dann aus mehreren plattenartigen Formteilen zusammengesetzt.A preferred development of the invention is thereby ge indicates that the fibers as a scaffold to increase the Stability in a heat consisting of a powder batch insulation made of reflective, highly disperse silica and an opacifier, for example titanium dioxide are. The thermal insulation can consist of a sintered powder and Amount of fiber exists or is enveloped in a glass silk sack his. The fiber mass is given a plate-like shape. The war Insulation of the heater is then made of several plate-like Molded parts assembled.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung zeigen:Further advantageous details emerge from the following description of one shown in the drawing Embodiment. The drawing shows:

Fig. 1 eine schematische Querschnittansicht durch ein elek­ trisches Speicherheizgerät; und Figure 1 is a schematic cross-sectional view through an elec trical storage heater. and

Fig. 2 eine schematische Darstellung abgewandelter platten­ förmiger Wärmedämmungsformteile, die Teil der Wärmedämmung ei­ nes Speicherheizgeräts bilden. Fig. 2 is a schematic representation of modified plate-shaped heat insulation molded parts that form part of the thermal insulation egg nes storage heater.

Das in Fig. 1 schematisch dargestellte elektrische Spei­ cherheizgerät 1 hat einen in Fig. 1 als Leerraum dargestell­ ten, überwiegend aus keramischem Material bestehenden Speicher­ kern 2, ein bis auf Luftzu- und -abführungen und Gerätedurch­ führungen geschlossenes äußeres Gehäuse 3 und eine aus mehreren plattenartigen Formteilen zusammengesetzte Wärmedämmung 4. Die Wärmedämmung 4 umschließt den durch den Speicherkern 2 einge­ nommenen Innenraum des Speicherheizgeräts und sorgt dafür, daß die konvektive Wärmeabführung vom Speicherkern in die Umge­ bungsatmosphäre klein gehalten wird.The electrical storage heater 1 shown schematically in FIG. 1 has a storage space shown in FIG. 1 as an empty space, consisting predominantly of ceramic material storage core 2 , an outer housing 3 closed to air inlets and outlets and equipment guides and one of several panel-like molded parts composite thermal insulation 4 . The thermal insulation 4 encloses the interior of the storage heater taken up by the storage core 2 and ensures that the convective heat dissipation from the storage core into the surrounding environment is kept small.

Die Wärmedämmung, auf die es bei der Erfindung besonders ankommt, besteht in dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus jeweils zwei Seitenwand-Formteilen 40 und 41, aus zwei Deck­ wandschichten 42 und 44 und einer Bodenwand 43. Eine Boden­ platte 5, die vorzugsweise ebenfalls aus wärmedämmendem Mate­ rial besteht, begrenzt die Bodenseite einer Luftkammer 6. The thermal insulation, which is particularly important in the invention, consists in the illustrated embodiment of two side wall molded parts 40 and 41 , two cover wall layers 42 and 44 and a bottom wall 43rd A bottom plate 5 , which preferably also consists of heat-insulating material, limits the bottom side of an air chamber 6 .

Alle plattenartigen Formteile 40 . . . 44 bestehen aus faser­ haltigem anorganischen Material, dessen Dauertemperaturbestän­ digkeit für den beschriebenen Anwendungsfall bei Speicherheiz­ geräten ausreicht, d. h. größer ist als etwa 250°C. Das wärme­ dämmende Material enthält einen Gerüstbildner aus Glasfasern einer Stärke < 5 µm und/oder geringer Biobeständigkeit, einen Füllstoff aus hoch disperser Kieselsäure und Titandioxod als Trübungsmittel. Ferner kann vernetzendes Wasserglas zur Erzie­ lung der notwendigen mechanischen Festigkeit zugesetzt werden.All plate-like molded parts 40 . , , 44 consist of fiber-containing inorganic material, the permanent temperature resistance is sufficient for the described application in storage heating devices, ie greater than about 250 ° C. The heat-insulating material contains a scaffold made of glass fibers with a thickness of <5 µm and / or low bio-resistance, a filler made of highly disperse silica and titanium dioxide as an opacifier. Crosslinking water glass can also be added to achieve the necessary mechanical strength.

Wie in der Zeichnung zu sehen ist, sind die einzelnen plat­ tenartigen Formteile 40 . . . 43 über labyrinthartige Fugen 46 bzw. ebenfalls labyrinthartige Nut-Federverbindungen 47 zusammenge­ fügt. Dadurch gelingt es, einen Strahlungsaustritt aus dem Speicherkern 2 in die Umgebungsatmosphäre in der Regel ausrei­ chend zuverlässig zu verhindern. Gegebenenfalls können an der kalten Außenseite noch geeignete Dichtlippen bzw. Dichtungsele­ mente angebracht werden, die auch das unerwünschte Austreten von (Gebläse-)Luftströmen verhindern.As can be seen in the drawing, the individual plat-like molded parts 40th , , 43 over labyrinthine joints 46 or also labyrinthine tongue-and-groove connections 47 adds together. This makes it possible to prevent radiation leakage from the storage core 2 into the ambient atmosphere in a sufficiently reliable manner as a rule. If necessary, suitable sealing lips or sealing elements can also be attached to the cold outside, which also prevent the undesired escape of (blower) air flows.

Eine abgewandelte Ausführungsform einer Wärmedämmungsanord­ nung - ebenfalls für ein elektrisches Speicherheizgerät - ist in Fig. 2 als Teilansicht dargestellt. Auch dort sind die ein­ zelnen plattenförmigen Formteile 40a, 41a, 42a mit komplementär gestalteten, labyrinthartigen Fugen versehen und zusammenge­ setzt, so daß eine Wärmebarriere auch ohne besondere Dichtele­ mente entsteht.A modified embodiment of a thermal insulation arrangement - also for an electric storage heater - is shown in Fig. 2 as a partial view. Also there are the individual plate-shaped moldings 40 a, 41 a, 42 a provided with complementarily designed, labyrinthine joints and put together, so that a thermal barrier arises even without special Dichtele elements.

Die Deckplatte 44a überspannt die Fugen zwischen der inne­ ren Deckplatte 42a und den Seitenwandplatten 40a und bildet da­ durch eine zusätzliche Labyrinthdichtung.The cover plate 44 a spans the joints between the inner cover plate 42 a and the side wall plates 40 a and forms there by an additional labyrinth seal.

Im Rahmen des Erfindungsgedankens sind zahlreiche Abwand­ lungen möglich. So sind Labyrinthfugen ähnlich der Deckplatte in Fig. 2 auch zwischen getrennten und ebenen Platten möglich, sofern die einzelnen Formteile in überlappender Anordnung vor­ gesehen werden. Eine Ecke ähnlich der Fuge 46 reicht häufig aus, so daß die kompliziertere Nut-Federverbindung überflüssig werden kann. Die beschriebene Wärmedämmung läßt sich mit den gleichen Vorteilen auch bei anderen Heizgeräten, so insbeson­ dere bei Gas- und Ölfeuerungsanlagen und entsprechenden Kesseln verwenden.Within the framework of the inventive concept, numerous modifications are possible. Thus, labyrinth joints similar to the cover plate in FIG. 2 are also possible between separate and flat plates, provided that the individual molded parts are seen in an overlapping arrangement. A corner similar to the joint 46 is often sufficient, so that the more complicated tongue and groove connection can become superfluous. The thermal insulation described can be used with the same advantages in other heaters, in particular in gas and oil combustion systems and corresponding boilers.

Claims (12)

1. Faserhaltige Wärmedämmung für Heizgeräte, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern des faserigen Materials geometrische Di­ mensionen größer als diejenigen lungengängiger Fasern, d. h. einen Durchmesser < 3 µm haben und/oder aus einem Material geringer Biobeständigkeit von < 5 Jahren bestehen.1. Fibrous thermal insulation for heating devices, characterized in that the fibers of the fibrous material have geometric dimensions larger than those of respirable fibers, ie have a diameter <3 µm and / or consist of a material with low bio-resistance of <5 years. 2. Wärmedämmung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern des faserigen Materials einen Durchmesser < 5 µm haben.2. Thermal insulation according to claim 1, characterized in that the fibers of the fibrous material have a diameter < Have 5 µm. 3. Wärmedämmung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Fasern des faserigen Materials aus einem Material geringer Biobeständigkeit von < 1 Jahr bestehen.3. Thermal insulation according to claim 1 or 2, characterized records that the fibers of the fibrous material from a Material with low bio-resistance of <1 year. 4. Wärmedämmung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß das faserige Material eine dem Einsatzfall entsprechende Temperaturbeständigkeit von < 250°C hat.4. Thermal insulation according to one of claims 1 to 3, there characterized in that the fibrous material is a Appropriate temperature resistance of < Has 250 ° C. 5. Wärmedämmung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Fasern des faserigen Materials einen über die gesamte Faserlänge im wesentlichen konstanten vorgegebenen Durchmesser haben.5. Thermal insulation according to one of claims 1 to 4, there characterized in that the fibers of the fibrous material one essentially constant over the entire fiber length have a given diameter. 6. Wärmedämmung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern aus Glas oder Glasquarz bestehen.6. Thermal insulation according to claim 5, characterized in that the fibers are made of glass or glass quartz. 7. Wärmedämmung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Fasern als Gerüstbildner zur Erhöhung der Stabilität in einem aus einem Pulvergemenge be­ stehenden Wärmedämmstoff aus reflektierender, hochdisperser Kieselsäure und einem Trübungsmittel vorgesehen sind. 7. Thermal insulation according to one of claims 1 to 6, there characterized in that the fibers as a scaffold for Increasing the stability in a be from a powder batch standing thermal insulation made of reflective, highly dispersed Silica and an opacifier are provided.   8. Wärmedämmung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Trübungsmittel Titandioxid ist.8. Thermal insulation according to claim 7, characterized in that the opacifying agent is titanium dioxide. 9. Wärmedämmung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß die Wärmedämmung aus einem gesin­ terten Pulver-/Fasergemenge besteht und/oder das Pulver- /Fasergemenge umhüllt ist.9. Thermal insulation according to one of claims 1 to 8, there characterized in that the thermal insulation from a gesin tert powder / fiber amount and / or the powder / Amount of fiber is covered. 10. Wärmedämmung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die Wärmedämmung (4) aus platten­ artigen Formteilen (40. . .44) zusammengesetzt ist.10. Thermal insulation according to one of claims 1 to 9, characterized in that the thermal insulation ( 4 ) from plate-like molded parts ( 40 ... 44 ) is composed. 11. Wärmedämmung nach einem der der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die plattenartigen Formteile (40. . .44; 40a. . .42a) über labyrinthartig gestaltete Fugen (46, 47) zusammengesetzt sind.11. Thermal insulation according to one of claims 1 to 10, characterized in that the plate-like molded parts ( 40 ... 44 ; 40 a ... 42 a) are assembled via labyrinth-shaped joints ( 46 , 47 ). 12. Wärmedämmung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die labyrinthartigen Fugen als Nut-Federverbindungen (47) ausgebildet sind.12. Thermal insulation according to one of claims 1 to 11, characterized in that the labyrinthine joints are designed as tongue and groove connections ( 47 ).
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